(57)【要約】【課題】費用のかからない簡便なモジュール冷却装置を提供する。【解決手段】モジュール冷却装置は、上面（１０３）と、その上面（１０３）とは反対側に位置する下面（１０４）と、少なくとも１つの電子モジュール（１０６）と、モジュールを冷却するための気体状の冷却媒体用の少なくとも１つの中空の回路基板貫通孔（１０７）と、を有している回路基板を含んでおり、回路基板（１０２）の下面（１０４）には、ガイド（１１０）が配置されており、このガイド（１１０）は、流路（１０９）を形成しており、この流路（１０９）は、少なくとも１つの入口（１１３）と、少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７）によって形成されている、冷却媒体の少なくとも１つの対流流れ（１０８）のための、少なくとも１つの出口と、を有している。【選択図】図面４
2019519879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）と、該上面（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）とは反対側に位置する下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）と、少なくとも１つの電子モジュール（６，１０６，２０６，３０６，４０６，５０６）と、該モジュールを冷却するための気体状の冷却媒体用の少なくとも１つの中空の回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）と、を有している回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）を含んでいる、モジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）であって、
前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）には、ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）が配置されており、該ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）は、流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）を形成しており、該流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）は、前記冷却媒体の少なくとも１つの対流流れ（１０８，２０８，４０８，５０８）のための、少なくとも１つの入口（１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３）と、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）によって形成されている少なくとも１つの出口と、を有していることを特徴とする、モジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項２】
前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）は、前記ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）と、前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）の領域によって画定されており、とりわけ、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）も同様に前記領域に設けられていることを特徴とする、請求項１記載のモジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項３】
前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）における前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）の領域は、少なくとも１つの冷却面（１１１，３１１）を含んでおり、前記少なくとも１つの冷却面（１１１，３１１）は、実質的に、前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）における前記少なくとも１つのモジュール（６，１０６，２０６，３０６，４０６，５０６）の輪郭（３１１ａ）によって画定されており、かつ前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）に設けられていることを特徴とする、請求項１または２記載のモジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項４】
前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）の前記少なくとも１つの入口（１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３）は、とりわけ矩形の形状を有しており、かつ前記少なくとも１つの入口（１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３）の横断面は、前記少なくとも１つの出口の横断面よりも大きく、また前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）は、前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）を横断する方向において、前記少なくとも１つの入口（１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３）から前記少なくとも１つの出口に向かって低くなっていく高さ（１１４）を有していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項５】
前記ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）は、相互に接する３つの側壁（１５，１１５，２１５，３１５，４１５，５１５）と、該３つの側壁（１５，１１５，２１５，３１５，４１５，５１５）に接する端面（１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６）と、から形成されており、かつ前記ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）は、前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）の領域および前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）と共に前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）を形成することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項６】
前記上面（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）における少なくとも１つの接触端子面（１０５ａ，２０５ａ，３０５ａ，４０５ａ，５０５ａ，１０５ｂ，２０５ｂ，３０５ｂ，４０５ｂ，５０５ｂ）は、前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）における少なくとも１つの熱放射面（１０５ｃ，２０５ｃ，３０５ｃ，３０５ｄ，４０５ｃ，５０５ｃ）と、少なくとも１つの中空の導電性の回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）を介して接続されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項７】
前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）は単層であり、かつ両面（上面、下面）がとりわけ構造化された金属層を有していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項８】
少なくとも１つの煙突構造（４１８）が、前記少なくとも１つの対流流れ（１０８，２０８，４０８，５０８）の強化のために前記上面（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）に配置されており、かつ前記少なくとも１つの中空の回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）が前記少なくとも１つの熱的な煙突構造（４１８）に開口していることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの煙突構造（４１８）は、前記回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）の直径よりも大きい、有利には少なくとも５倍大きい、特に有利には少なくとも１０倍大きい煙突高さ（４１９）を有しており、煙突直径（４２０）は、実質的に、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）の直径に相当することを特徴とする、請求項８記載のモジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項１０】
煙突直径（４２０）は、少なくとも部分的に、前記煙突高さ（４１９）に沿って一定でなく拡大されるか、またはろう付け接続部（４１８ａ）が設けられている前記煙突構造（４１８）の端部において拡張されて延びていることを特徴とする、請求項８または９記載のモジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項１１】
複数の煙突構造（４１８）が、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）の上流側または下流側において繋がっており、とりわけ異なる材料から、特に機械的に堅く形成されているか、または弾性に成形可能に形成されている材料から、とりわけチューブ、特にゴムチューブまたはプラスチックチューブを成し、共通の煙突構造を形成することを特徴とする、請求項８から１０までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項１２】
前記共通の煙突構造は、車両ヘッドライトの少なくとも１つの別のコンポーネントに接続されていることを特徴とする、請求項１１記載のモジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項１３】
前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）は、取り付け位置において、とりわけ車両ヘッドライトにおいて、実質的に水平に配向されており、特に前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）は、水平方向に対して−４５°〜＋４５°までの範囲、特に有利には−１０°〜＋１０°までの範囲、とりわけ有利には−５°〜＋５°までの範囲の角度で配向されていることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項１４】
前記モジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）は、車両用投光器（ヘッドライト）内に配置されており、かつ光源を、とりわけハイビーム光源またはロービーム光源用の光源冷却するように設計されていることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）。
【請求項１５】
１つまたは複数の光源を冷却するための、請求項１から１４までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置を用いる、光分布を、特にハイビーム光分布またはロービーム光分布を生じさせるための光を放出することができる１つまたは複数の光源を備えた車両投光器（ないしヘッドライト）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上面と、その上面とは反対側に位置する下面と、少なくとも１つの電子モジュールと、モジュールを冷却するための気体状の冷却媒体用の少なくとも１つの中空の回路基板貫通孔と、を有している回路基板を含んでいる、モジュール冷却装置に関する。モジュール冷却装置は、特に、車両および車両投光器（ないしヘッドライト）に使用することが予定されている。
【背景技術】
【０００２】
マイクロエレクトロニクスおよびパワーエレクトロニクスにおいては、電気モジュールおよび電子モジュールによって、高い損失出力が生じることが多く、その廃熱を適切なモジュール冷却装置によって排出しなければならない。ヒートシンクが、モジュールに直接的に配置されることが多い。或いは、回路基板がそれ自体で熱を排出するか、もしくは回路基板が熱を、ヒートシンクによって再び熱が吸収される場所に搬送するように、モジュールを回路基板に配置することもできる。このために、「熱的な」ビアが使用されることが多いが、そのようなビアは、大抵の場合、多層の回路基板にしか経済的に有意義でなく、したがって製造に費用が掛かるので、その結果、廉価な解決手段では殆ど使用されない。従来技術による冷却方式は、通常の場合、費用が掛かる。何故ならば、必要とされるヒートシンクは、相応に大きい構造形態を有しており、また大抵の場合、恒温原理に従い算定されるからである。必要とされる構造サイズによって、相応の部品コストが生じるだけでなく、適切な実装、多くの場合は煩雑かつ費用の掛かる（ないし大掛かりな）実装も必要になり、またその結果生じる、そのように冷却される回路の総質量は、特別な用途、特に例えば自動車における場合のような可動の用途においては不利であると考えられる。振動、使用可能な構造空間、閉鎖的な構造群、例えば車両ヘッドライトからの熱の排出は、特に自動車用の、とりわけ車両ヘッドライト用の回路のモジュールのためのモジュール冷却装置の寸法設計の際にさらに制限を課す側面である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】記載なし
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上述の欠点を克服するモジュール冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、冷却媒体の、通常の場合は周囲空気の少なくとも１つの対流流れのための、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの回路基板貫通孔によって形成されている少なくとも１つの出口と、を有している流路を形成するガイドが回路基板の下面に配置されている、冒頭で述べたようなモジュール冷却装置によって解決される。この場合、少なくとも１つの対流流れを、流路および少なくとも１つの回路基板貫通孔を介して、下面から上面へと流すことができる。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明による使用のための回路基板における回路装置は、少なくとも１つの電気モジュールまたは電子モジュールを含んでいる。しかしながら、複数のその種のモジュールを回路基板に配置することもできる。ただし、使用されるモジュールの一部のみが、動作時に高い電気的な損失出力を形成し、したがって冷却する必要がある電力モジュールであることが多い。これに適した冷却コンセプトは、個々のモジュールに関係するか、または複数のモジュールに共通して関係する。
【０００７】
流路がガイドと回路基板の下面の領域とによって画定（画成）されている場合には特に有利である。この配置構成によって、非常に僅かな手間で、流路を形成することができる。何故ならば、回路基板自体が、流路を画定するためにも使用され、したがって、ガイドを特に簡単に形成することができるからである。
【０００８】
さらに、少なくとも１つの回路基板貫通孔が同様にこの領域に設けられている場合は好適であり、このことは非常に簡単に実現することができる。
【０００９】
さらに、流路の領域が回路基板の下面において、少なくとも１つの冷却面を含んでいる場合には好適であり、この場合、少なくとも１つの冷却面は、実質的に、回路基板における少なくとも１つのモジュールの輪郭ないし平面状の寸法によって画定されており、また回路基板の下面に設けられている。換言すれば、冷却面は、回路基板において上面に実装されたモジュールによって覆われている面と大部分一致するが、しかしながら回路基板の下面に設けられている。少なくとも１つの冷却面は、モジュールによって著しく加熱される可能性があり、したがって、冷却面にわたる対流流れによって、少なくとも１つのモジュールに対する非常に良好な冷却作用を達成することができる。しかしながら、特に熱拡散面または熱放射面が回路基板に配置されている場合には、冷却面が十分により大きくすることもできる。
【００１０】
同様に、流路の少なくとも１つの入口がとりわけ矩形の形状を有しており、また少なくとも１つの入口の横断面が、少なくとも１つの出口の横断面よりも大きい場合には有利であると考えられる。つまり、流路（の断面）が回路基板を横断する方向において、少なくとも１つの入口から少なくとも１つの出口に向かって低くなっていく高さを有している場合も有利であると考えられる。
【００１１】
本発明の１つの別の態様においては、ベンチュリ効果を利用するノズル状の構造の配置構成によって、少なくとも１つの対流流れが、回路基板の下面から回路基板貫通孔を介して上面まで上昇する空気でもって流れ、その際に、廃熱も一緒に運び去ることを達成することができる。ノズル状の構造は、流路および少なくとも１つの回路基板貫通孔によって形成されており、この場合、流路の横断面（面積）は、少なくとも１つの入口から出発して、少なくとも１つの出口に向かって小さくなっている。
【００１２】
少なくとも１つの回路基板貫通孔は、とりわけ、回路基板の下面における流路の領域内にも設けられており、このことは、装置の冷却作用をさらに促進する。
【００１３】
その種の流路は、例えば金属薄板から打ち抜かれ、折り曲げられ、また回路基板に接続される、とりわけろう付けされることによって、特に簡単かつ廉価に作成することができる。この場合、流路は、とりわけ、少なくとも１つの対流流れを横断する方向において矩形の横断面を有している。流路の相応の形状、例えば流路の矩形の横断面は、廉価な製造を支援することができ、この場合、流路の角、縁部および側壁が正確に矩形に一致することは本質的に重要なことではない。
【００１４】
本発明のコスト上の利点は、ガイドが相互に接する３つの側壁と、それら３つの側壁に接する１つの端面と、から形成されており、かつガイドが、回路基板の下面の領域および回路基板貫通孔と共に流路を形成する場合には非常に大きい。
【００１５】
３つの側壁ならびに１つの端面が、例えば、打ち抜かれて折り曲げられた金属薄板によって成形されており、また流路の第４の側壁が回路基板によって形成されているように、流路が形成されている場合には有利である。これによって、材料および実装に関するコスト上の利点が生じる。
【００１６】
本発明には、ＳＭＴ（「Surface Mount Technology」表面実装方式）実装用の回路基板も、ＴＨＴ（「Through Hole Technology」貫通孔方式）実装用の回路基板も使用することができる。
【００１７】
特に、上面における少なくとも１つの接触端子面が、下面における少なくとも１つの熱放射面と、少なくとも１つの中空の導電性の回路基板貫通孔を介して接続されている場合には、ＳＭＴ実装用の回路基板にとって好適である。
【００１８】
少なくとも１つのモジュールの少なくとも１つのコンタクトが、回路基板を貫通するように差し込まれており、このようにして、接触端子面が下面における熱放射面に接続されている場合には、ＴＭＴ実装用の回路基板にとって好適である。
【００１９】
少なくとも１つの対流流れによって改善された熱伝導を行うために、少なくとも１つの熱拡散面または少なくとも１つの熱放射面が、熱伝導に適した表面を拡大する場合には有利である。少なくとも１つの熱拡散面または熱放射面は、とりわけ、導電性かつ熱伝性の材料から形成されており、特に回路基板の少なくとも一方の面に被着されており、とりわけ構造化されて形成されている銅層から形成されている。
【００２０】
本発明のコスト上の利点は、回路基板が単層であり、かつ両面がとりわけ構造化された金属層を有している場合には特に大きい。
【００２１】
回路基板の上面または下面に配置されている、少なくとも１つの熱拡散面ないし少なくとも１つの熱放射面が相互に接続されている場合には特に有利である。この接続を、有利には、少なくとも１つの導電性の回路基板貫通孔によって行うことができ、この回路基板貫通孔は、特に有利には、少なくとも１つの対流流れのための少なくとも１つの通路も同時に形成している。
【００２２】
少なくとも１つの対流流れは、少なくとも１つの回路基板貫通孔が少なくとも１つの煙突構造に接続されていることによって、特に簡単に強化することができる。少なくとも１つの煙突構造と少なくとも１つの回路基板貫通孔との間の接続が気密に、特にろう付けまたは接着によって行われる場合には有利である。
【００２３】
したがって、少なくとも１つの煙突構造が、少なくとも１つの対流流れの強化のために上面に配置されており、かつ少なくとも１つの中空の回路基板貫通孔が少なくとも１つの熱的な煙突構造に開口している場合には、特に好適である。
【００２４】
少なくとも１つの煙突構造が、少なくとも１つの回路基板貫通孔の直径よりも大きい、有利には少なくとも５倍大きい、特に有利には少なくとも１０倍大きい、煙突高さを有しており、かつ煙突直径が実質的に、少なくとも１つの回路基板貫通孔の直径に相当する場合には、特に有利な実施形態が得られる。
【００２５】
少なくとも１つの煙突構造を、とりわけ、同時に冷却質量体（マス）として使用するために、導電性の材料から形成することができる。少なくとも１つの煙突構造は、例えばダクトであってよいか、またはそれとは異なるように成形された中空の管路であってよい。回路基板との堅固な接続を維持するために、機械的に安定した材料が好適である。
【００２６】
煙突直径が少なくとも部分的に、煙突高さに沿って一定でなく拡大されているか、または煙突構造を取り付けるためのろう付け接合部が設けられる煙突構造の端部において拡張されて延在する場合には有利である。この構成を、煙突構造の取り付け領域における拡大された横断面が、例えば回路基板に煙突構造を取り付けるためのろう付け接続部の長さに相当する拡大された周囲長さが生じるように、したがって機械的に負荷を掛けることができる接続部が生じるように、有利に適用することができる。特に、その種の冷却装置を車両ヘッドライトに使用する場合には、その種の機械的なパラメータ、例えば取り付けおよび経年劣化に関する機械的なパラメータが重要である。煙突構造として、例えば、圧着端子スリーブ（ないしワイヤフェルール（Adernendhuelse）が特に適しており、これは金属から形成されており、さらには端部において拡張部を有していることが多い。
【００２７】
実効煙突高さを、本発明の１つの発展形態においては、少なくとも１つの煙突構造を少なくとも１つの第２の煙突構造に接続することによって拡大することができ、この第２の煙突構造を、流路の上流側にも下流側にも設けることができる。換言すれば、異なる材料から、例えば機械的に堅く形成されているか、または弾性に成形可能に形成されている材料から、とりわけチューブ、特にゴムチューブまたはプラスチックチューブおよび共通の煙突構造を形成する、種々の煙突構造を繋げることができる。共通の煙突構造は、とりわけ、車両ヘッドライトの少なくとも１つの別のコンポーネントに接続されており、少なくとも１つの対流流れをさらに強化する。
【００２８】
特に、煙突構造を使用する場合、回路基板が取り付け位置において実質的に水平に配向されている場合には特に有利である。何故ならば、これによって、垂直方向に配向された煙突構造が特に効果的に機能し、したがってモジュール冷却装置は特に効率的に冷却を行うことができるからである。したがって、有利には、回路基板の取り付け位置は、水平方向に対して−４５°から＋４５°までの範囲、特に有利には−１０°から＋１０°までの範囲、とりわけ有利には−５°から＋５°までの範囲の角度を有している。しかしながら、流路または煙突構造の特別な配置構成では、回路基板の垂直な配向とすることも考えられる。
【００２９】
モジュール冷却装置が車両ヘッドライト内に配置されており、とりわけ、光源を、例えばハイビーム光源またはロービーム光源用の光源を冷却するように設計されている場合には特に有利である。これによって、車両用投光器（ないしヘッドライト）に関するコストおよび重量を非常に低く抑えることができ、このことは、本発明による冷却コンセプトによって初めて実現される。ハイビーム光源またはロービーム光源は、基本的に、例えばウィンカ用の光源よりも高い光出力を有している。より高い光出力を有している光源は、動作時に、熱の形態のより高い損失出力を形成するが、この光源を、本発明による冷却装置によって、特にロバストで、簡単かつ廉価に冷却することができる。
【００３０】
光分布を、特にハイビーム光分布またはロービーム光分布を生じさせるための光を放出することができる１つまたは複数の光源を備えている車両用投光器（ないしヘッドライト）に関して、１つまたは複数の光源を冷却するための本発明による冷却装置を特に有利に使用することができる。何故ならば、モジュール冷却装置は特にロバストで、簡単かつ廉価に車両において使用することができるからである。
【００３１】
本発明およびその利点を、以下では、添付の図面に具体的に示されている、限定的ではない実施例に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ＳＭＤ技術による一電子モジュールの斜視図を示す。
【図２】ガイドの一実施例の斜視図を示す。
【図３】本発明による一モジュール冷却装置の第１の実施形態の斜視図を示す。
【図４】図３の垂直切断線Ａ−Ａでのモジュール冷却装置の側面図を示す。
【図５】第１の実施形態を上面から見た、図３の切断線（断面）Ａ−Ａでの斜視図を示す。
【図６】第１の実施形態を下面から、流路に沿って見た、図３の切断線Ａ−Ａでの斜視図を示す。
【図７】本発明による一モジュール冷却装置の第２の実施形態の斜視図を示す。
【図８】第２の実施形態を上面から見た、図７の切断線Ｂ−Ｂでの斜視図を示す。
【図９】本発明による一モジュール冷却装置の第３の実施形態の斜視図を示す。
【図１０】第３の実施形態を上面から見たものではあるが、しかしながらモジュールは設けられていない、図９の切断線Ｃ−Ｃでの斜視図を示す。
【図１１】第３の実施形態を下面から、流路に沿って見たものではあるが、しかしながらモジュールは設けられていない、図９の切断線Ｃ−Ｃでの斜視図を示す。
【図１２】本発明による一モジュール冷却装置の第４の実施形態の斜視図を示す。
【図１３】図１２の垂直切断線Ｄ−Ｄでのモジュール冷却装置の側面図を示す。
【図１４】本発明による一モジュール冷却装置の第５の実施形態の斜視図を示す。
【図１５】図１４の垂直切断線Ｅ−Ｅでのモジュール冷却装置の側面図を示す。
【図１６】第２の実施形態を上面から、流路に沿って見た、図１４の切断線Ｅ−Ｅでの斜視図を示す。
【実施例】
【００３３】
以下において使用する、回路基板の「上面」および「下面」という概念は、回路基板の２つの面を表すが、しかしながら回路基板の取り付け位置を特徴付けるものではなく、本明細書のより良い理解のためにのみ使用される。もちろん、上面ないし下面が実際に上ないし下に位置するか否かは、各取り付け状況に依存する。したがって、回路基板の「上面」および「下面」という概念は、限定的に解されるべきではなく、またその言葉通りの意味で本発明を特徴付けるものではない。換言すれば、本発明によるモジュール冷却装置の回路基板は、斜めまたは垂直に取り付けられてもよく、また「上面」は、例えば車両ヘッドライトに取り付けられた状態で、上方に向けられている必要はない。
【００３４】
以下の実施例においては、それぞれ１つのモジュール６，１０６，２０６，３０６，４０６，５０６が示されているが、一般的には、１つより多くのモジュールを回路基板に配置することもできる。より良い理解のために、下記においては、単一のモジュールだけが使用されるが、複数あるモジュールも、概要および特許請求の範囲における文言に従うものであることが意図されていると考えられることは自明である。同じことが、「１つの」対流流れ、「１つの」入口、「１つの」出口ならびに「１つの」回路基板貫通孔についても当てはまり、それらはそれぞれ、少なくとも１つの対流流れ、少なくとも１つの入口、少なくとも１つの出口ならびに少なくとも１つの回路基板貫通孔を表す。
【００３５】
さらに、下記の実施例においては、例えば接触端子面のような特徴が示されているが、それらの特徴を、使用されるモジュールの実施形態に応じて変更することができる。各図において、ＳＭＴ（「Surface Mount Technology」）実装用のＳＭＤ（「Surface Mount Device」）モジュールを見て取ることができるが、これと同様に、例えばＴＨＴ（「Through Hole Technology」）実装のような他の実装技術を必要とする別の構成も使用することができる。これは特に、パワーエレクトロニクスにおいて広範に使用されている。
【００３６】
下記のすべての実施例は、本発明の変化態様であり、コンポーネントの数、種類および配置構成は、実施例に示して説明する特徴によって限定されるものではない。より良い理解のために、実施例においては、モジュール冷却装置の原理的な機能様式の説明のためにのみ使用される、回路基板における複雑性の低い回路装置が選択される。これは、いかなる場合においても、より複雑な回路装置に制限されるものであると解するべきではない。さらに、本発明を、慣用のモジュール冷却装置と、特に共通して利用可能な１つの回路基板において組み合わせることができる。
【００３７】
図３は、回路基板１０２を備えたモジュール冷却装置１０１の第１の実施例を示す。回路基板１０２は、上面１０３と、その上面とは反対側に位置する下面１０４と、を有しており、また少なくとも１つの電子モジュール１０６を含んでおり、この電子モジュール１０６は、とりわけ上面１０３に配置されている。上面１０３および下面１０４には、金属層が被着されており、この金属層は、例えば導体路または接触端子面１０５ａ，１０５ｂ、ならびに熱放射面１０５ｃを含むように構造化されている。さらに回路基板１０２は、例えば、とりわけ中空円筒状の３つの回路基板貫通孔１０７を有しており、それらの回路基板貫通孔１０７は、とりわけ導電性に形成されており、これによって、上面１０３における金属層と下面１０４における金属層とが電気的に相互に良好に接続され、したがって熱的にも相互に良好に接続される。
【００３８】
しかしながら基本的には、下面１０４の層をモジュール冷却装置に含ませる必要ない。したがって、回路基板貫通孔１０７を導電性に形成することは常に必要とされることではない。しかしながら、下面１０４における層を含ませることによって、非常に良好な冷却効率を達成することができる。
【００３９】
図１は、電子モジュール６の一例を斜視図で示し、この電子モジュール６は、図３によるモジュール１０６にも適している。電子モジュール６は、モジュール冷却装置の種々の実施例において、ＳＭＤ技術による発光ダイオードであり、また２つの接触端子６ａ，６ｂを備えたケーシングを含んでおり、それらの接触端子６ａ，６ｂは、発光ダイオードのアノードおよびカソードと接続されている。発光ダイオードは、公知のように、半導体結晶から成り、また発光ダイオードの動作時には、放射される光の他に、熱の形態で放出される損失出力も形成し、その熱の排出を本発明によるモジュール冷却装置によって容易にすることができる。或いは、電子モジュール６は、オーム抵抗であってもよい。
【００４０】
アノード用のモジュール６の第１の接触端子６ａは、多くの場合、カソードの第２の接触端子６ｂよりも小さく形成されている。何故ならば、モジュール内では、発光ダイオードを形成する半導体結晶の底面にカソードが設けられると考えられ、またモジュール６の第２の接触端子６ｂと面状に接続されていると考えられるからである。アノードは、例えば、半導体結晶の上面に位置しており、またボンディングワイヤを介して、モジュール６の第２の接触端子６ａに接続されている。モジュールの内部構造は、図面には図示していない。
【００４１】
再び図３を参照すると、図１に示したモジュール６の例に相当するモジュール１０６の２つの接触端子１０６ａ，１０６ｂが、回路基板１０２に対向していることが見て取れる。
【００４２】
電子モジュール１０６は、接触端子１０６ａ，１０６ｂを介して、回路基板、ないし回路基板１０２の上面１０３に存在する接触端子面１０５ａ，１０５ｂと、例えばＳＭＤ実装の過程において接続されており、とりわけろう付けされている。
【００４３】
熱伝導を改善するために（すなわち、より低い熱抵抗を達成するために）、接触端子面１０５ａ，１０５ｂは、とりわけ前述の層内で回路基板１０２に大面積で形成されている。接触端子面１０５ａ，１０５ｂの導電性および熱伝性はいずれも良好である。このように延在している接触端子面１０５ａ，１０５ｂは、「熱拡散面」とも称される。
【００４４】
この例では、モジュール１０６内において、第２の接触端子１０６ｂは、カソードとの面状の接続によって、熱伝導に特に適している。これとは異なり、第１の接触端子は、熱伝導には余り適していない。何故ならば、アノードとの接続部がボンディングワイヤによって形成されており、またボンディングワイヤが、熱伝導に関して、カソードの面状の端子よりも遥かに小さい横断面を有しているからである。したがって、本発明によるモジュール冷却装置１０１を特に効果的に構成するために、中空円筒状の回路基板貫通孔１０７が、接触端子１０６ｂの目標実装位置まで比較的短い距離で、第２の接触端子面１０５ｂに配置されている場合には、特に有利である。したがって、モジュール内でその熱的な質量、すなわちモジュールケーシングに接続されている、モジュールの１つまたは複数の端子を、モジュール冷却装置による改善された熱排出を実現する際の起点となる熱拡散面に接続するために、有利にはその１つまたは複数の端子が選択される。
【００４５】
回路基板１０２の下面１０４も同様に、電気的な接続部のためにも、熱的な熱拡散面のためにも構造化および使用することができる金属層を含んでいる。上面１０３の熱拡散面１０５ａ，１０５ｂが、下面１０４の熱放射面１０５ｃに接続されている場合には好適であり、このことは、この実施例において、導電性の回路基板貫通孔１０７によって行われる。
【００４６】
図４においては、下面１０４から上面１０３への冷却媒体の、例えば周囲空気の対流流れ１０８によって、モジュール１０６を冷却できることが見て取れる。対流流れ１０８は、流路１０９および中空の回路基板貫通孔１０７を通って流れることができる。
【００４７】
流路１０９を、下面１０４において、少なくとも回路基板１０２の冷却面に配置することができ、この場合、冷却面の水平方向の寸法を、モジュール１０６の輪郭によって画定することができ、また冷却面は、回路基板１０２の下面１０４に設けられている。特に、熱拡散面または熱放射面が回路基板１０２に配置されている場合には、冷却面を十分により大きくすることもできる。通常の場合、流路１０９によって、冷却面の面積だけの場合よりも遥かに大きい面積が覆われる。流路１０９によって規定されている実際の面を、以下では、限定面（ないし画定面  Begrenzungsflaeche）と称する。したがって対流流れ１０８を、流路１０９によって、実質的に流路１０９の回路基板側の限定面にわたり案内することができ、このことは、対流流れの大部分を、流路を介して案内することができるが、しかしながら、複数の対流流れを生じさせて、例えば回路基板１０２における複数の場所での冷却作用を達成するために、別の入口および出口を設けることも十分に考えられる。
【００４８】
流路１０９は、例えば矩形の形状の横断面を有している入口１１３と、中空の回路基板貫通孔１０７によって形成されている出口と、を含んでいる。したがって、回路基板貫通孔１０７を流路１０９の領域に設けることができる。入口１１３の横断面は、とりわけ、出口の横断面よりも大きい。流路１０９は、回路基板１０２配向の向きを横断する方向（即ち、基板面に直交する方向）において高さ１１４を有することができ、この高さ１１４は漏斗状に入口１１３から出口に向かって低くなっている。
【００４９】
流路１０９は、この流路１０９の小さくなっていく横断面によってノズルを形成しており、このノズルは、中空の回路基板貫通孔１０７を通る対流流れ１０８を強化する。換言すれば、流速が流路１０９および回路基板貫通孔１０７によって加速され、これによって、熱搬送ないしモジュール冷却が改善される。流路１０９の高さ１１４は、流路１０９の入口１１３と出口（回路基板貫通孔１０７）と間の拡大された高低差をもたらし、また垂直方向における配置によって空気の対流を促進する。
【００５０】
この例においては、流路１０９が、中空の角錐台の形状を有している。３つの側壁１１５および１つの端面１１６が、ガイド１１０によって形成されている。流路１０９の第４の側壁は、回路基板１０２の下面１０４における前述の限定面である、回路基板１０２の一部の面によって形成されている。中空の回路基板貫通孔１０７は、流路１０９の内室内に設けられており、このことは、図５において、上面１０３に投影された流路１０９の輪郭を示す線１１７によって示唆されている。
【００５１】
図２には、種々の本発明による実施例に適している、特に３つの側壁１５および１つの端面１６を含んでいる、図４による流路１０９に適しているガイド１０の一例が示されている。端面１６は、入口１３とは反対側に位置している。この例においては、流路の形成に適するように切断されている金属薄板からガイド１０を作成することができ、またそのような金属薄板において、側壁１５を折り曲げることができ、このことは図２において矢印によって表されている。付加的に、回路基板における金属層との、例えばろう付けによる簡単な接続部を確立できるようにするために、そのように形成された流路の境界縁部が折り曲げられている場合には好適である。
【００５２】
ガイド１０の図示した形状は、コスト上の利点を提供する。何故ならば、流路は全体で見れば回路基板と共に形成されており、したがってガイド１０の材料コストが側壁１つ分削減されているからである。
【００５３】
再び図４を参照すると、ガイド１１０を、とりわけ、ろう付け接続部１１０ａを用いて回路基板１０２に取り付けることができる。基本的に、回路基板１０２におけるガイド１１０の取り付けを、例えば接着によって、とりわけ導電性が不十分であるかまたは非導電性であるが、しかしながら熱伝性が良好である接着剤によって行うこともできるか、または差込み接続またはねじ接続によって行うこともできる。
【００５４】
再び図４を参照すると、熱拡散面をさらに拡大するために、回路基板１０２の下面１０４には、金属製の熱放射面１０５ｃを付加的に配置することができ、この熱放射面１０５ｃは、回路基板貫通孔１０７によって、接触端子面１０５ｂと熱的に接続されている。この構成によって、対流流れ１０８は、流路１０９を介して流れて熱放射面１０５ｃを通り過ぎ、この場合において、冷却作用が改善される。さらに、金属製のガイド１１０を使用することによって、熱放射面１０５ｃとの熱伝性の接続部１１０ａと共に、冷却作用がさらに改善される。何故ならば、ガイド１１０は、ヒートシンクとして機能し、また全体の熱抵抗をさらに低下させるからである。
【００５５】
回路基板１０２は、とりわけ、単層であり、両面に金属層が形成されており、またそれらの層はとりわけ構造化されている。回路基板１０２は、とりわけ、ＦＲ４のような回路基板材料から形成されている。基本的には、多層の回路基板を使用することもできる。本発明による冷却装置は、その簡単な構造によって、多くの場合は単層の回路基板を使用する廉価な用途に特に適している。
【００５６】
図５および図６においては、ガイド１１０が回路基板１０２の下面１０４の一部の面と共に流路１０９をどのように形成しているかが見て取れる。回路基板１０２は、金属コーティングされた下面１０４を含むことができ、この下面１０４を、ろう付け接続部１１０ａを用いて、ガイド１１０に接続することができる。中空の回路基板貫通孔１０７を、流路１０９の内室内に、出口を形成するために設けることができる。
【００５７】
モジュール１０６は、図１に示したモジュール６の例に相当するものであってよく、またガイド１１０は、図２に示したガイド１０の例に相当するものであってよい。
【００５８】
図７および図８は、回路基板２０２と、上面２０３に実装されている電子モジュール２０６とを備えたモジュール冷却装置２０１の第２の実施例を示す。中空の回路基板貫通孔２０７は、横断面の実質的にスタジアム状または楕円状の形状を有しており、これによって、水平方向の平面においてより大きい横断面が対流流れ２０８に対して提供される。
【００５９】
その他の点においては、第１の実施例と同じことが当てはまる。
【００６０】
図９から図１１は、上面３０３に電子モジュール３０６を実装するための回路基板３０２を備えたモジュール冷却装置３０１の第３の実施例を示す。さらに、中空の回路基板貫通孔３０７ａおよび３０７ｂが示されており、ここでは、回路基板貫通孔３０７ａが、例えば、３つの中空円筒状の開口部によって形成されており、また回路基板貫通孔３０７ｂが、例えば縦長のスタジアム状または楕円状の横断面を備えた開口部によって形成されている。回路基板貫通孔の形状は重要ではないが、しかしながらむしろ、対流流れ２０８の強さの決定に関与する横断面が重要である。図１０には、熱流３１２ａ，３１２ｂが主要な熱拡散面内でどのように伝播することができるかが図示されている。比較を目的として、ここでは、図９によるモジュール３０６によって形成されている２つの熱源が、同一の熱出力を有しており、また２つの熱流３１２ａおよび３１２ｂの強度が同じ高さであることを前提とする。図面を見やすくするために、図１０において、モジュール３０６は書き入れられていない。３つの中空円筒状の回路基板貫通孔３０７ａによって、同等の、縦長の回路基板貫通孔３０７ｂを「迂回して」を流れなければならない熱流３１２ｂによる熱伝導よりも、熱流３１２ａによって改善された熱伝導が達成されることが見て取れる。
【００６１】
他方、３つすべての中空円筒状の回路基板貫通孔３０７ａの横断面積は、合計しても、縦長の回路基板貫通孔３０７ｂの横断面積よりも小さい。したがって、縦長の回路基板貫通孔３０７ｂによって、強化された対流流れが達成される。
【００６２】
回路基板貫通孔の形状は、製造技術に応じて選択されることが多い。したがって、回路基板貫通孔３０７ａ，３０７ｂに関する別の形状も考えられる。
【００６３】
回路基板貫通孔３０７ａ，３０７ｂによって、図９による接触端子面３０５ａ，３０５ｂが、金属コーティングされた下面３０４に熱的かつ電気的に接続される。接触端子面３０５ａ，３０５ｂが、ろう付け接続部３１０ａの確立時に、金属製の主要なガイド３１０によって電気的に短絡されないようにするために、下面３０４が、金属層における熱放射面３０５ｃ，３０５ｄの相応の構造化部を有していることに留意すべきである。この構造化は、図１１において見て取ることができる。
【００６４】
その他の点においては、前述の実施例と同じことが当てはまる。
【００６５】
図１２および図１３は、回路基板４０２と、上面４０３に実装されている電子モジュール４０６とを備えたモジュール冷却装置４０１の別の実施例を示す。さらに、回路基板貫通孔４０７には、熱的な煙突構造４１８を見て取ることができる。
【００６６】
熱的な煙突構造４１８は、垂直方向の対流流れ４０８を強化するために使用され、また流路４０９が設けられている側とは反対側の面において、中空の回路基板貫通孔４０７が熱的な煙突構造に開口するように配置されている。
【００６７】
この際、煙突構造４１８は、垂直方向の煙突高さ４１９を有しており、この煙突高さ４１９は、回路基板貫通孔４０７の直径よりも大きく、有利には少なくとも５倍大きく、特に有利には少なくとも１０倍大きい。煙突高さの選択は、モジュール冷却装置４０１のための利用可能な構造空間に従い行われる。水平方向の煙突直径４２０は、実質的に、回路基板貫通孔４０７の直径に相当する。煙突構造４１８は、とりわけ、ろう付け接続部４１８ａを介して回路基板４０２に接続されており、これによって、煙突構造４１８と回路基板４０２との間の良好な熱的な接続が達成される。これによって、熱伝導のために、煙突構造４１８の表面を利用することができる。
【００６８】
その他の点においては、前述の実施例と同じことが当てはまる。
【００６９】
図１４から図１６においては、モジュール冷却装置５０１の第５の実施例が図示されている。モジュール５０６は、回路基板５０２の下面５０４に設けられている。つまりモジュール５０６は、流路５０９内に配置されている。したがって、流路５０９内に生じている流れは、モジュール５０６の廃熱を直接的に排出することができ、モジュール冷却装置５０１の効率をさらに高めることができる。もっとも、本発明によるモジュール冷却装置５０１のこの変化態様は、モジュール５０６が補助機能を満たす必要がない場合にのみ、例えば発光ダイオードでは回路基板５０２から上方への光放出を満たす必要がない場合にのみ実現される。モジュール冷却装置の図示した変化態様は、モジュール５０６として例えば受動的なモジュールが使用される場合に、例えばオーム抵抗が使用される場合に適していると考えられる。
【００７０】
その他の点においては、前述の実施例と同じことが当てはまる。
【００７１】
基本的に、本明細書に記載した実施例を相互に組み合わせることができる。つまり、例えば、煙突構造は必要に応じて、または利用可能な取り付け空間に応じて、車両ヘッドライトにおいて使用することができる。同様に、例えば、選択された回路基板貫通孔１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７の位置、数および／または形状を各用途に適合させることができる。
【００７２】
同じことが、ガイド１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０についても当てはまり、例えば、ガイドは、湾曲された形状を有することができるか、またはガイドの寸法を変更するができる。ガイド１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０自体を、種々のやり方で、回路基板１０２，２０２，３０２，４０２，５０２に接続することができ、例えば、接着によって、とりわけ導電性が不十分であるかまたは非導電性であるが、しかしながら熱伝性が良好である接着剤によって、または差込み接続またはねじ接続によって接続することができる。
【００７３】
代替的に、本発明による流路を、湾曲するように形成することができ、これによって、場合によっては定められている取り付け指示を遵守することができる。流路を１つの部品で形成することもできる。つまり、この場合には、回路基板が必ずしも、１つの側壁の形態で、流路の構成要素を形成する必要はない。流路における出口の位置は、実施例に図示した位置に限定されることは決してなく、各取り付け状況に基づいて相応に適合させることができ、また例えば、端面に設けることもできる。複数のモジュールに対して、１つまたは複数の流路を配置することも考えられ、また複数の流路はさらに必要に応じて、重要なコンポーネント、例えば流路の側壁または共通して利用される回路基板貫通孔を相互に分割する。
【００７４】
代替的に、付加的な接続部材、例えば１つまたは複数の管路もしくはダクトを介して、流路の出口を中空の回路基板貫通孔に接続することもできる。このことは、利用可能な構造空間が制限されており、かつ熱が流路を介してより強く排出されるべき場合には必要になると考えられる。
【００７５】
したがって、少なくとも、冒頭で述べたような本発明の、本明細書に記載するすべての実施例ならびに発展形態を組み合わることができ、またそれらは、添付の特許請求の範囲の権利範囲によってカバーされる。
【符号の説明】
【００７６】
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１  モジュール冷却装置
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２  回路基板
１０３，２０３，３０３，４０３，５０３  上面
１０４，２０４，３０４，４０４，５０４  下面
１０５ａ，２０５ａ，３０５ａ，４０５ａ，５０５ａ  第１の接触端子面
１０５ｂ，２０５ｂ，３０５ｂ，４０５ｂ，５０５ｂ  第２の接触端子面
１０５ｃ，２０５ｃ，３０５ｃ，３０５ｄ，４０５ｃ，５０５ｃ  熱放射面
６，１０６，２０６，３０６，４０６，５０６  モジュール
６ａ，６ｂ，１０６ａ，１０６ｂ  モジュールの接触端子
１０６ｃ，１０６ｄ，４０６ｃ，４０６ｄ  モジュールのろう付け接続部
１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７  中空の回路基板貫通孔
１０８，２０８，４０８，５０８  対流流れ
１０９，２０９，３０９，４０９，５０９  流路
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０  ガイド
１１０ａ，２１０ａ，３１０ａ，４１０ａ，５１０ａ  ガイドのろう付け接続部
３１１  冷却面
３１１ａ  モジュール輪郭
３１２ａ，３１２ｂ  熱流
１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３  入口
１１４  流路の高さ
１５，１１５，２１５，３１５，４１５，５１５  流路の側壁
１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６  流路の端面
１１７，２１７，３１７  限定面
４１８  煙突構造
４１８ａ  煙突構造のろう付け接続部
４１９  煙突高さ
４２０  煙突直径
【図１】
2019519879.tif 000003
【図２】
2019519879.tif 000004
【図３】
2019519879.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019519879.tif 000009
【図８】
2019519879.tif 000010
【図９】
2019519879.tif 000011
【図１０】
2019519879.tif 000012
【図１１】
2019519879.tif 000013
【図１２】
2019519879.tif 000014
【図１３】
2019519879.tif 000015
【図１４】
2019519879.tif 000016
【図１５】
2019519879.tif 000017
【図１６】
2019519879.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月26日(2018.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）と、該上面（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）とは反対側に位置する下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）と、少なくとも１つの電子モジュール（６，１０６，２０６，３０６，４０６，５０６）と、該モジュールを冷却するための気体状の冷却媒体用の少なくとも１つの中空の回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）と、を有している回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）を含んでいる、モジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）であって、
前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）には、ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）が配置されており、該ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）は、流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）を形成しており、該流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）は、前記冷却媒体の少なくとも１つの対流流れ（１０８，２０８，４０８，５０８）のための、少なくとも１つの入口（１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３）と、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）によって形成されている少なくとも１つの出口と、を有していることを特徴とする、モジュール冷却装置。
【請求項２】
前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）は、前記ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）と、前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）の領域によって画定されており、とりわけ、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）も同様に前記領域に設けられていることを特徴とする、請求項１記載のモジュール冷却装置。
【請求項３】
前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）における前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）の領域は、少なくとも１つの冷却面（１１１，３１１）を含んでおり、前記少なくとも１つの冷却面（１１１，３１１）は、実質的に、前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）における前記少なくとも１つのモジュール（６，１０６，２０６，３０６，４０６，５０６）の輪郭（３１１ａ）によって画定されており、かつ前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）に設けられていることを特徴とする、請求項１または２記載のモジュール冷却装置。
【請求項４】
前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）の前記少なくとも１つの入口（１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３）の横断面は、前記少なくとも１つの出口の横断面よりも大きく、また前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）は、前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）を横断する方向において、前記少なくとも１つの入口（１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３）から前記少なくとも１つの出口に向かって低くなっていく高さ（１１４）を有していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項５】
前記ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）は、相互に接する３つの側壁（１５，１１５，２１５，３１５，４１５，５１５）と、該３つの側壁（１５，１１５，２１５，３１５，４１５，５１５）に接する端面（１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６）と、から形成されており、かつ前記ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）は、前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）の領域および前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）と共に前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）を形成することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項６】
前記上面（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）における少なくとも１つの接触端子面（１０５ａ，２０５ａ，３０５ａ，４０５ａ，５０５ａ，１０５ｂ，２０５ｂ，３０５ｂ，４０５ｂ，５０５ｂ）は、前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）における少なくとも１つの熱放射面（１０５ｃ，２０５ｃ，３０５ｃ，３０５ｄ，４０５ｃ，５０５ｃ）と、少なくとも１つの中空の導電性の回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）を介して接続されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項７】
前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）は単層であり、かつ両面（上面、下面）がとりわけ構造化された金属層を有していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項８】
少なくとも１つの煙突構造（４１８）が、前記少なくとも１つの対流流れ（１０８，２０８，４０８，５０８）の強化のために前記上面（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）に配置されており、かつ前記少なくとも１つの中空の回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）が前記少なくとも１つの熱的な煙突構造（４１８）に開口していることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの煙突構造（４１８）は、前記回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）の直径よりも大きい煙突高さ（４１９）を有しており、煙突直径（４２０）は、実質的に、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）の直径に相当することを特徴とする、請求項８記載のモジュール冷却装置。
【請求項１０】
煙突直径（４２０）は、少なくとも部分的に、前記煙突高さ（４１９）に沿って一定でなく拡大されるか、またはろう付け接続部（４１８ａ）が設けられている前記煙突構造（４１８）の端部において拡張されて延びていることを特徴とする、請求項８または９記載のモジュール冷却装置。
【請求項１１】
複数の煙突構造（４１８）が、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）の上流側または下流側において繋がっており、共通の煙突構造を形成することを特徴とする、請求項８から１０までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項１２】
上記煙突構造（４１８）は、機械的に堅くまたは弾性に成形可能に形成されている異なる材料から形成されている、請求項１１に記載のモジュール冷却装置。
【請求項１３】
前記共通の煙突構造は、車両ヘッドライトの少なくとも１つの別のコンポーネントに接続されていることを特徴とする、請求項１１又は１２記載のモジュール冷却装置。
【請求項１４】
前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）は、取り付け位置において、とりわけ車両ヘッドライトにおいて、実質的に水平に配向されているか、又は前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）は、水平方向に対して−４５°〜＋４５°までの範囲の角度で配向されていることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項１５】
前記モジュール冷却装置は、車両用投光器（ヘッドライト）内に配置されており、かつ光源を、とりわけハイビーム光源またはロービーム光源用の光源冷却するように設計されていることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項１６】
１つまたは複数の光源を冷却するための、請求項１から１５までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置を用いる、光分布を、特にハイビーム光分布またはロービーム光分布を生じさせるための光を放出することができる１つまたは複数の光源を備えた車両投光器（ないしヘッドライト）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上面と、その上面とは反対側に位置する下面と、少なくとも１つの電子モジュールと、モジュールを冷却するための気体状の冷却媒体用の少なくとも１つの中空の回路基板貫通孔と、を有している回路基板を含んでいる、モジュール冷却装置に関する。モジュール冷却装置は、特に、車両および車両投光器（ないしヘッドライト）に使用することが予定されている。
【背景技術】
【０００２】
マイクロエレクトロニクスおよびパワーエレクトロニクスにおいては、電気モジュールおよび電子モジュールによって、高い損失出力が生じることが多く、その廃熱を適切なモジュール冷却装置によって排出しなければならない。ヒートシンクが、モジュールに直接的に配置されることが多い。或いは、回路基板がそれ自体で熱を排出するか、もしくは回路基板が熱を、ヒートシンクによって再び熱が吸収される場所に搬送するように、モジュールを回路基板に配置することもできる。このために、「熱的な」ビアが使用されることが多いが、そのようなビアは、大抵の場合、多層の回路基板にしか経済的に有意義でなく、したがって製造に費用が掛かるので、その結果、廉価な解決手段では殆ど使用されない。従来技術による冷却方式は、通常の場合、費用が掛かる。何故ならば、必要とされるヒートシンクは、相応に大きい構造形態を有しており、また大抵の場合、恒温原理に従い算定されるからである。必要とされる構造サイズによって、相応の部品コストが生じるだけでなく、適切な実装、多くの場合は煩雑かつ費用の掛かる（ないし大掛かりな）実装も必要になり、またその結果生じる、そのように冷却される回路の総質量は、特別な用途、特に例えば自動車における場合のような可動の用途においては不利であると考えられる。振動、使用可能な構造空間、閉鎖的な構造群、例えば車両ヘッドライトからの熱の排出は、特に自動車用の、とりわけ車両ヘッドライト用の回路のモジュールのためのモジュール冷却装置の寸法設計の際にさらに制限を課す側面である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】EP 1 777 919 Al
【特許文献２】DE 20 2014 101348 Ul
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上述の背景技術に示した欠点を克服するモジュール冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一視点により、冷却媒体の、通常の場合は周囲空気の少なくとも１つの対流流れのための、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの回路基板貫通孔によって形成されている少なくとも１つの出口と、を有している流路を形成するガイドが回路基板の下面に配置されている、冒頭で述べたようなモジュール冷却装置が提供される。この場合、少なくとも１つの対流流れを、流路および少なくとも１つの回路基板貫通孔を介して、下面から上面へと流すことができる。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は専ら発明の理解を助けるためのものであり、本発明を図示の態様に限定することは意図していない。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明による使用のための回路基板における回路装置は、少なくとも１つの電気モジュールまたは電子モジュールを含んでいる。しかしながら、複数のその種のモジュールを回路基板に配置することもできる。ただし、使用されるモジュールの一部のみが、動作時に高い電気的な損失出力を形成し、したがって冷却する必要がある電力モジュールであることが多い。これに適した冷却コンセプトは、個々のモジュールに関係するか、または複数のモジュールに共通して関係する。
【０００７】
流路がガイドと回路基板の下面の領域とによって画定（画成）されている場合には特に有利である。この配置構成によって、非常に僅かな手間で、流路を形成することができる。何故ならば、回路基板自体が、流路を画定するためにも使用され、したがって、ガイドを特に簡単に形成することができるからである。
【０００８】
さらに、少なくとも１つの回路基板貫通孔が同様にこの領域に設けられている場合は好適であり、このことは非常に簡単に実現することができる。
【０００９】
さらに、流路の領域が回路基板の下面において、少なくとも１つの冷却面を含んでいる場合には好適であり、この場合、少なくとも１つの冷却面は、実質的に、回路基板における少なくとも１つのモジュールの輪郭ないし平面状の寸法によって画定されており、また回路基板の下面に設けられている。換言すれば、冷却面は、回路基板において上面に実装されたモジュールによって覆われている面と大部分一致するが、しかしながら回路基板の下面に設けられている。少なくとも１つの冷却面は、モジュールによって著しく加熱される可能性があり、したがって、冷却面にわたる対流流れによって、少なくとも１つのモジュールに対する非常に良好な冷却作用を達成することができる。しかしながら、特に熱拡散面または熱放射面が回路基板に配置されている場合には、冷却面が十分により大きくすることもできる。
【００１０】
同様に、流路の少なくとも１つの入口がとりわけ矩形の形状を有しており、また少なくとも１つの入口の横断面が、少なくとも１つの出口の横断面よりも大きい場合には有利であると考えられる。つまり、流路（の断面）が回路基板を横断する方向において、少なくとも１つの入口から少なくとも１つの出口に向かって低くなっていく高さを有している場合も有利であると考えられる。
【００１１】
本発明の１つの別の態様においては、ベンチュリ効果を利用するノズル状の構造の配置構成によって、少なくとも１つの対流流れが、回路基板の下面から回路基板貫通孔を介して上面まで上昇する空気でもって流れ、その際に、廃熱も一緒に運び去ることを達成することができる。ノズル状の構造は、流路および少なくとも１つの回路基板貫通孔によって形成されており、この場合、流路の横断面（面積）は、少なくとも１つの入口から出発して、少なくとも１つの出口に向かって小さくなっている。
【００１２】
少なくとも１つの回路基板貫通孔は、とりわけ、回路基板の下面における流路の領域内にも設けられており、このことは、装置の冷却作用をさらに促進する。
【００１３】
その種の流路は、例えば金属薄板から打ち抜かれ、折り曲げられ、また回路基板に接続される、とりわけろう付けされることによって、特に簡単かつ廉価に作成することができる。この場合、流路は、とりわけ、少なくとも１つの対流流れを横断する方向において矩形の横断面を有している。流路の相応の形状、例えば流路の矩形の横断面は、廉価な製造を支援することができ、この場合、流路の角、縁部および側壁が正確に矩形に一致することは本質的に重要なことではない。
【００１４】
本発明のコスト上の利点は、ガイドが相互に接する３つの側壁と、それら３つの側壁に接する１つの端面と、から形成されており、かつガイドが、回路基板の下面の領域および回路基板貫通孔と共に流路を形成する場合には非常に大きい。
【００１５】
３つの側壁ならびに１つの端面が、例えば、打ち抜かれて折り曲げられた金属薄板によって成形されており、また流路の第４の側壁が回路基板によって形成されているように、流路が形成されている場合には有利である。これによって、材料および実装に関するコスト上の利点が生じる。
【００１６】
本発明には、ＳＭＴ（「Surface Mount Technology」表面実装方式）実装用の回路基板も、ＴＨＴ（「Through Hole Technology」貫通孔方式）実装用の回路基板も使用することができる。
【００１７】
特に、上面における少なくとも１つの接触端子面が、下面における少なくとも１つの熱放射面と、少なくとも１つの中空の導電性の回路基板貫通孔を介して接続されている場合には、ＳＭＴ実装用の回路基板にとって好適である。
【００１８】
少なくとも１つのモジュールの少なくとも１つのコンタクトが、回路基板を貫通するように差し込まれており、このようにして、接触端子面が下面における熱放射面に接続されている場合には、ＴＭＴ実装用の回路基板にとって好適である。
【００１９】
少なくとも１つの対流流れによって改善された熱伝導を行うために、少なくとも１つの熱拡散面または少なくとも１つの熱放射面が、熱伝導に適した表面を拡大する場合には有利である。少なくとも１つの熱拡散面または熱放射面は、とりわけ、導電性かつ熱伝性の材料から形成されており、特に回路基板の少なくとも一方の面に被着されており、とりわけ構造化されて形成されている銅層から形成されている。
【００２０】
本発明のコスト上の利点は、回路基板が単層であり、かつ両面がとりわけ構造化された金属層を有している場合には特に大きい。
【００２１】
回路基板の上面または下面に配置されている、少なくとも１つの熱拡散面ないし少なくとも１つの熱放射面が相互に接続されている場合には特に有利である。この接続を、有利には、少なくとも１つの導電性の回路基板貫通孔によって行うことができ、この回路基板貫通孔は、特に有利には、少なくとも１つの対流流れのための少なくとも１つの通路も同時に形成している。
【００２２】
少なくとも１つの対流流れは、少なくとも１つの回路基板貫通孔が少なくとも１つの煙突構造に接続されていることによって、特に簡単に強化することができる。少なくとも１つの煙突構造と少なくとも１つの回路基板貫通孔との間の接続が気密に、特にろう付けまたは接着によって行われる場合には有利である。
【００２３】
したがって、少なくとも１つの煙突構造が、少なくとも１つの対流流れの強化のために上面に配置されており、かつ少なくとも１つの中空の回路基板貫通孔が少なくとも１つの熱的な煙突構造に開口している場合には、特に好適である。
【００２４】
少なくとも１つの煙突構造が、少なくとも１つの回路基板貫通孔の直径よりも大きい、有利には少なくとも５倍大きい、特に有利には少なくとも１０倍大きい、煙突高さを有しており、かつ煙突直径が実質的に、少なくとも１つの回路基板貫通孔の直径に相当する場合には、特に有利な実施形態が得られる。
【００２５】
少なくとも１つの煙突構造を、とりわけ、同時に冷却質量体（マス）として使用するために、導電性の材料から形成することができる。少なくとも１つの煙突構造は、例えばダクトであってよいか、またはそれとは異なるように成形された中空の管路であってよい。回路基板との堅固な接続を維持するために、機械的に安定した材料が好適である。
【００２６】
煙突直径が少なくとも部分的に、煙突高さに沿って一定でなく拡大されているか、または煙突構造を取り付けるためのろう付け接合部が設けられる煙突構造の端部において拡張されて延在する場合には有利である。この構成を、煙突構造の取り付け領域における拡大された横断面が、例えば回路基板に煙突構造を取り付けるためのろう付け接続部の長さに相当する拡大された周囲長さが生じるように、したがって機械的に負荷を掛けることができる接続部が生じるように、有利に適用することができる。特に、その種の冷却装置を車両ヘッドライトに使用する場合には、その種の機械的なパラメータ、例えば取り付けおよび経年劣化に関する機械的なパラメータが重要である。煙突構造として、例えば、圧着端子スリーブ（ないしワイヤフェルール（Adernendhuelse）が特に適しており、これは金属から形成されており、さらには端部において拡張部を有していることが多い。
【００２７】
実効煙突高さを、本発明の１つの発展形態においては、少なくとも１つの煙突構造を少なくとも１つの第２の煙突構造に接続することによって拡大することができ、この第２の煙突構造を、流路の上流側にも下流側にも設けることができる。換言すれば、異なる材料から、例えば機械的に堅く形成されているか、または弾性に成形可能に形成されている材料から、とりわけチューブ、特にゴムチューブまたはプラスチックチューブおよび共通の煙突構造を形成する、種々の煙突構造を繋げることができる。共通の煙突構造は、とりわけ、車両ヘッドライトの少なくとも１つの別のコンポーネントに接続されており、少なくとも１つの対流流れをさらに強化する。
【００２８】
特に、煙突構造を使用する場合、回路基板が取り付け位置において実質的に水平に配向されている場合には特に有利である。何故ならば、これによって、垂直方向に配向された煙突構造が特に効果的に機能し、したがってモジュール冷却装置は特に効率的に冷却を行うことができるからである。したがって、有利には、回路基板の取り付け位置は、水平方向に対して−４５°から＋４５°までの範囲、特に有利には−１０°から＋１０°までの範囲、とりわけ有利には−５°から＋５°までの範囲の角度を有している。しかしながら、流路または煙突構造の特別な配置構成では、回路基板の垂直な配向とすることも考えられる。
【００２９】
モジュール冷却装置が車両ヘッドライト内に配置されており、とりわけ、光源を、例えばハイビーム光源またはロービーム光源用の光源を冷却するように設計されている場合には特に有利である。これによって、車両用投光器（ないしヘッドライト）に関するコストおよび重量を非常に低く抑えることができ、このことは、本発明による冷却コンセプトによって初めて実現される。ハイビーム光源またはロービーム光源は、基本的に、例えばウィンカ用の光源よりも高い光出力を有している。より高い光出力を有している光源は、動作時に、熱の形態のより高い損失出力を形成するが、この光源を、本発明による冷却装置によって、特にロバストで、簡単かつ廉価に冷却することができる。
【００３０】
光分布を、特にハイビーム光分布またはロービーム光分布を生じさせるための光を放出することができる１つまたは複数の光源を備えている車両用投光器（ないしヘッドライト）に関して、１つまたは複数の光源を冷却するための本発明による冷却装置を特に有利に使用することができる。何故ならば、モジュール冷却装置は特にロバストで、簡単かつ廉価に車両において使用することができるからである。
【００３１】
本発明およびその利点を、以下では、添付の図面に具体的に示されている、限定的ではない実施例に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ＳＭＤ技術による一電子モジュールの斜視図を示す。
【図２】ガイドの一実施例の斜視図を示す。
【図３】本発明による一モジュール冷却装置の第１の実施形態の斜視図を示す。
【図４】図３の垂直切断線Ａ−Ａでのモジュール冷却装置の側面図を示す。
【図５】第１の実施形態を上面から見た、図３の切断線（断面）Ａ−Ａでの斜視図を示す。
【図６】第１の実施形態を下面から、流路に沿って見た、図３の切断線Ａ−Ａでの斜視図を示す。
【図７】本発明による一モジュール冷却装置の第２の実施形態の斜視図を示す。
【図８】第２の実施形態を上面から見た、図７の切断線Ｂ−Ｂでの斜視図を示す。
【図９】本発明による一モジュール冷却装置の第３の実施形態の斜視図を示す。
【図１０】第３の実施形態を上面から見たものではあるが、しかしながらモジュールは設けられていない、図９の切断線Ｃ−Ｃでの斜視図を示す。
【図１１】第３の実施形態を下面から、流路に沿って見たものではあるが、しかしながらモジュールは設けられていない、図９の切断線Ｃ−Ｃでの斜視図を示す。
【図１２】本発明による一モジュール冷却装置の第４の実施形態の斜視図を示す。
【図１３】図１２の垂直切断線Ｄ−Ｄでのモジュール冷却装置の側面図を示す。
【図１４】本発明による一モジュール冷却装置の第５の実施形態の斜視図を示す。
【図１５】図１４の垂直切断線Ｅ−Ｅでのモジュール冷却装置の側面図を示す。
【図１６】第２の実施形態を上面から、流路に沿って見た、図１４の切断線Ｅ−Ｅでの斜視図を示す。
【実施例】
【００３３】
以下において使用する、回路基板の「上面」および「下面」という概念は、回路基板の２つの面を表すが、しかしながら回路基板の取り付け位置を特徴付けるものではなく、本明細書のより良い理解のためにのみ使用される。もちろん、上面ないし下面が実際に上ないし下に位置するか否かは、各取り付け状況に依存する。したがって、回路基板の「上面」および「下面」という概念は、限定的に解されるべきではなく、またその言葉通りの意味で本発明を特徴付けるものではない。換言すれば、本発明によるモジュール冷却装置の回路基板は、斜めまたは垂直に取り付けられてもよく、また「上面」は、例えば車両ヘッドライトに取り付けられた状態で、上方に向けられている必要はない。
【００３４】
以下の実施例においては、それぞれ１つのモジュール６，１０６，２０６，３０６，４０６，５０６が示されているが、一般的には、１つより多くのモジュールを回路基板に配置することもできる。より良い理解のために、下記においては、単一のモジュールだけが使用されるが、複数あるモジュールも、概要および特許請求の範囲における文言に従うものであることが意図されていると考えられることは自明である。同じことが、「１つの」対流流れ、「１つの」入口、「１つの」出口ならびに「１つの」回路基板貫通孔についても当てはまり、それらはそれぞれ、少なくとも１つの対流流れ、少なくとも１つの入口、少なくとも１つの出口ならびに少なくとも１つの回路基板貫通孔を表す。
【００３５】
さらに、下記の実施例においては、例えば接触端子面のような特徴が示されているが、それらの特徴を、使用されるモジュールの実施形態に応じて変更することができる。各図において、ＳＭＴ（「Surface Mount Technology」）実装用のＳＭＤ（「Surface Mount Device」）モジュールを見て取ることができるが、これと同様に、例えばＴＨＴ（「Through Hole Technology」）実装のような他の実装技術を必要とする別の構成も使用することができる。これは特に、パワーエレクトロニクスにおいて広範に使用されている。
【００３６】
下記のすべての実施例は、本発明の変化態様であり、コンポーネントの数、種類および配置構成は、実施例に示して説明する特徴によって限定されるものではない。より良い理解のために、実施例においては、モジュール冷却装置の原理的な機能様式の説明のためにのみ使用される、回路基板における複雑性の低い回路装置が選択される。これは、いかなる場合においても、より複雑な回路装置に制限されるものであると解するべきではない。さらに、本発明を、慣用のモジュール冷却装置と、特に共通して利用可能な１つの回路基板において組み合わせることができる。
【００３７】
図３は、回路基板１０２を備えたモジュール冷却装置１０１の第１の実施例を示す。回路基板１０２は、上面１０３と、その上面とは反対側に位置する下面１０４と、を有しており、また少なくとも１つの電子モジュール１０６を含んでおり、この電子モジュール１０６は、とりわけ上面１０３に配置されている。上面１０３および下面１０４には、金属層が被着されており、この金属層は、例えば導体路または接触端子面１０５ａ，１０５ｂ、ならびに熱放射面１０５ｃを含むように構造化されている。さらに回路基板１０２は、例えば、とりわけ中空円筒状の３つの回路基板貫通孔１０７を有しており、それらの回路基板貫通孔１０７は、とりわけ導電性に形成されており、これによって、上面１０３における金属層と下面１０４における金属層とが電気的に相互に良好に接続され、したがって熱的にも相互に良好に接続される。
【００３８】
しかしながら基本的には、下面１０４の層をモジュール冷却装置に含ませる必要ない。したがって、回路基板貫通孔１０７を導電性に形成することは常に必要とされることではない。しかしながら、下面１０４における層を含ませることによって、非常に良好な冷却効率を達成することができる。
【００３９】
図１は、電子モジュール６の一例を斜視図で示し、この電子モジュール６は、図３によるモジュール１０６にも適している。電子モジュール６は、モジュール冷却装置の種々の実施例において、ＳＭＤ技術による発光ダイオードであり、また２つの接触端子６ａ，６ｂを備えたケーシングを含んでおり、それらの接触端子６ａ，６ｂは、発光ダイオードのアノードおよびカソードと接続されている。発光ダイオードは、公知のように、半導体結晶から成り、また発光ダイオードの動作時には、放射される光の他に、熱の形態で放出される損失出力も形成し、その熱の排出を本発明によるモジュール冷却装置によって容易にすることができる。或いは、電子モジュール６は、オーム抵抗であってもよい。
【００４０】
アノード用のモジュール６の第１の接触端子６ａは、多くの場合、カソードの第２の接触端子６ｂよりも小さく形成されている。何故ならば、モジュール内では、発光ダイオードを形成する半導体結晶の底面にカソードが設けられると考えられ、またモジュール６の第２の接触端子６ｂと面状に接続されていると考えられるからである。アノードは、例えば、半導体結晶の上面に位置しており、またボンディングワイヤを介して、モジュール６の第２の接触端子６ａに接続されている。モジュールの内部構造は、図面には図示していない。
【００４１】
再び図３を参照すると、図１に示したモジュール６の例に相当するモジュール１０６の２つの接触端子１０６ａ，１０６ｂが、回路基板１０２に対向していることが見て取れる。
【００４２】
電子モジュール１０６は、接触端子１０６ａ，１０６ｂを介して、回路基板、ないし回路基板１０２の上面１０３に存在する接触端子面１０５ａ，１０５ｂと、例えばＳＭＤ実装の過程において接続されており、とりわけろう付けされている。
【００４３】
熱伝導を改善するために（すなわち、より低い熱抵抗を達成するために）、接触端子面１０５ａ，１０５ｂは、とりわけ前述の層内で回路基板１０２に大面積で形成されている。接触端子面１０５ａ，１０５ｂの導電性および熱伝性はいずれも良好である。このように延在している接触端子面１０５ａ，１０５ｂは、「熱拡散面」とも称される。
【００４４】
この例では、モジュール１０６内において、第２の接触端子１０６ｂは、カソードとの面状の接続によって、熱伝導に特に適している。これとは異なり、第１の接触端子は、熱伝導には余り適していない。何故ならば、アノードとの接続部がボンディングワイヤによって形成されており、またボンディングワイヤが、熱伝導に関して、カソードの面状の端子よりも遥かに小さい横断面を有しているからである。したがって、本発明によるモジュール冷却装置１０１を特に効果的に構成するために、中空円筒状の回路基板貫通孔１０７が、接触端子１０６ｂの目標実装位置まで比較的短い距離で、第２の接触端子面１０５ｂに配置されている場合には、特に有利である。したがって、モジュール内でその熱的な質量、すなわちモジュールケーシングに接続されている、モジュールの１つまたは複数の端子を、モジュール冷却装置による改善された熱排出を実現する際の起点となる熱拡散面に接続するために、有利にはその１つまたは複数の端子が選択される。
【００４５】
回路基板１０２の下面１０４も同様に、電気的な接続部のためにも、熱的な熱拡散面のためにも構造化および使用することができる金属層を含んでいる。上面１０３の熱拡散面１０５ａ，１０５ｂが、下面１０４の熱放射面１０５ｃに接続されている場合には好適であり、このことは、この実施例において、導電性の回路基板貫通孔１０７によって行われる。
【００４６】
図４においては、下面１０４から上面１０３への冷却媒体の、例えば周囲空気の対流流れ１０８によって、モジュール１０６を冷却できることが見て取れる。対流流れ１０８は、流路１０９および中空の回路基板貫通孔１０７を通って流れることができる。
【００４７】
流路１０９を、下面１０４において、少なくとも回路基板１０２の冷却面に配置することができ、この場合、冷却面の水平方向の寸法を、モジュール１０６の輪郭によって画定することができ、また冷却面は、回路基板１０２の下面１０４に設けられている。特に、熱拡散面または熱放射面が回路基板１０２に配置されている場合には、冷却面を十分により大きくすることもできる。通常の場合、流路１０９によって、冷却面の面積だけの場合よりも遥かに大きい面積が覆われる。流路１０９によって規定されている実際の面を、以下では、限定面（ないし画定面  Begrenzungsflaeche）と称する。したがって対流流れ１０８を、流路１０９によって、実質的に流路１０９の回路基板側の限定面にわたり案内することができ、このことは、対流流れの大部分を、流路を介して案内することができるが、しかしながら、複数の対流流れを生じさせて、例えば回路基板１０２における複数の場所での冷却作用を達成するために、別の入口および出口を設けることも十分に考えられる。
【００４８】
流路１０９は、例えば矩形の形状の横断面を有している入口１１３と、中空の回路基板貫通孔１０７によって形成されている出口と、を含んでいる。したがって、回路基板貫通孔１０７を流路１０９の領域に設けることができる。入口１１３の横断面は、とりわけ、出口の横断面よりも大きい。流路１０９は、回路基板１０２配向の向きを横断する方向（即ち、基板面に直交する方向）において高さ１１４を有することができ、この高さ１１４は漏斗状に入口１１３から出口に向かって低くなっている。
【００４９】
流路１０９は、この流路１０９の小さくなっていく横断面によってノズルを形成しており、このノズルは、中空の回路基板貫通孔１０７を通る対流流れ１０８を強化する。換言すれば、流速が流路１０９および回路基板貫通孔１０７によって加速され、これによって、熱搬送ないしモジュール冷却が改善される。流路１０９の高さ１１４は、流路１０９の入口１１３と出口（回路基板貫通孔１０７）と間の拡大された高低差をもたらし、また垂直方向における配置によって空気の対流を促進する。
【００５０】
この例においては、流路１０９が、中空の角錐台の形状を有している。３つの側壁１１５および１つの端面１１６が、ガイド１１０によって形成されている。流路１０９の第４の側壁は、回路基板１０２の下面１０４における前述の限定面である、回路基板１０２の一部の面によって形成されている。中空の回路基板貫通孔１０７は、流路１０９の内室内に設けられており、このことは、図５において、上面１０３に投影された流路１０９の輪郭を示す線１１７によって示唆されている。
【００５１】
図２には、種々の本発明による実施例に適している、特に３つの側壁１５および１つの端面１６を含んでいる、図４による流路１０９に適しているガイド１０の一例が示されている。端面１６は、入口１３とは反対側に位置している。この例においては、流路の形成に適するように切断されている金属薄板からガイド１０を作成することができ、またそのような金属薄板において、側壁１５を折り曲げることができ、このことは図２において矢印によって表されている。付加的に、回路基板における金属層との、例えばろう付けによる簡単な接続部を確立できるようにするために、そのように形成された流路の境界縁部が折り曲げられている場合には好適である。
【００５２】
ガイド１０の図示した形状は、コスト上の利点を提供する。何故ならば、流路は全体で見れば回路基板と共に形成されており、したがってガイド１０の材料コストが側壁１つ分削減されているからである。
【００５３】
再び図４を参照すると、ガイド１１０を、とりわけ、ろう付け接続部１１０ａを用いて回路基板１０２に取り付けることができる。基本的に、回路基板１０２におけるガイド１１０の取り付けを、例えば接着によって、とりわけ導電性が不十分であるかまたは非導電性であるが、しかしながら熱伝性が良好である接着剤によって行うこともできるか、または差込み接続またはねじ接続によって行うこともできる。
【００５４】
再び図４を参照すると、熱拡散面をさらに拡大するために、回路基板１０２の下面１０４には、金属製の熱放射面１０５ｃを付加的に配置することができ、この熱放射面１０５ｃは、回路基板貫通孔１０７によって、接触端子面１０５ｂと熱的に接続されている。この構成によって、対流流れ１０８は、流路１０９を介して流れて熱放射面１０５ｃを通り過ぎ、この場合において、冷却作用が改善される。さらに、金属製のガイド１１０を使用することによって、熱放射面１０５ｃとの熱伝性の接続部１１０ａと共に、冷却作用がさらに改善される。何故ならば、ガイド１１０は、ヒートシンクとして機能し、また全体の熱抵抗をさらに低下させるからである。
【００５５】
回路基板１０２は、とりわけ、単層であり、両面に金属層が形成されており、またそれらの層はとりわけ構造化されている。回路基板１０２は、とりわけ、ＦＲ４のような回路基板材料から形成されている。基本的には、多層の回路基板を使用することもできる。本発明による冷却装置は、その簡単な構造によって、多くの場合は単層の回路基板を使用する廉価な用途に特に適している。
【００５６】
図５および図６においては、ガイド１１０が回路基板１０２の下面１０４の一部の面と共に流路１０９をどのように形成しているかが見て取れる。回路基板１０２は、金属コーティングされた下面１０４を含むことができ、この下面１０４を、ろう付け接続部１１０ａを用いて、ガイド１１０に接続することができる。中空の回路基板貫通孔１０７を、流路１０９の内室内に、出口を形成するために設けることができる。
【００５７】
モジュール１０６は、図１に示したモジュール６の例に相当するものであってよく、またガイド１１０は、図２に示したガイド１０の例に相当するものであってよい。
【００５８】
図７および図８は、回路基板２０２と、上面２０３に実装されている電子モジュール２０６とを備えたモジュール冷却装置２０１の第２の実施例を示す。中空の回路基板貫通孔２０７は、横断面の実質的にスタジアム状または楕円状の形状を有しており、これによって、水平方向の平面においてより大きい横断面が対流流れ２０８に対して提供される。
【００５９】
その他の点においては、第１の実施例と同じことが当てはまる。
【００６０】
図９から図１１は、上面３０３に電子モジュール３０６を実装するための回路基板３０２を備えたモジュール冷却装置３０１の第３の実施例を示す。さらに、中空の回路基板貫通孔３０７ａおよび３０７ｂが示されており、ここでは、回路基板貫通孔３０７ａが、例えば、３つの中空円筒状の開口部によって形成されており、また回路基板貫通孔３０７ｂが、例えば縦長のスタジアム状または楕円状の横断面を備えた開口部によって形成されている。回路基板貫通孔の形状は重要ではないが、しかしながらむしろ、対流流れ２０８の強さの決定に関与する横断面が重要である。図１０には、熱流３１２ａ，３１２ｂが主要な熱拡散面内でどのように伝播することができるかが図示されている。比較を目的として、ここでは、図９によるモジュール３０６によって形成されている２つの熱源が、同一の熱出力を有しており、また２つの熱流３１２ａおよび３１２ｂの強度が同じ高さであることを前提とする。図面を見やすくするために、図１０において、モジュール３０６は書き入れられていない。３つの中空円筒状の回路基板貫通孔３０７ａによって、同等の、縦長の回路基板貫通孔３０７ｂを「迂回して」を流れなければならない熱流３１２ｂによる熱伝導よりも、熱流３１２ａによって改善された熱伝導が達成されることが見て取れる。
【００６１】
他方、３つすべての中空円筒状の回路基板貫通孔３０７ａの横断面積は、合計しても、縦長の回路基板貫通孔３０７ｂの横断面積よりも小さい。したがって、縦長の回路基板貫通孔３０７ｂによって、強化された対流流れが達成される。
【００６２】
回路基板貫通孔の形状は、製造技術に応じて選択されることが多い。したがって、回路基板貫通孔３０７ａ，３０７ｂに関する別の形状も考えられる。
【００６３】
回路基板貫通孔３０７ａ，３０７ｂによって、図９による接触端子面３０５ａ，３０５ｂが、金属コーティングされた下面３０４に熱的かつ電気的に接続される。接触端子面３０５ａ，３０５ｂが、ろう付け接続部３１０ａの確立時に、金属製の主要なガイド３１０によって電気的に短絡されないようにするために、下面３０４が、金属層における熱放射面３０５ｃ，３０５ｄの相応の構造化部を有していることに留意すべきである。この構造化は、図１１において見て取ることができる。
【００６４】
その他の点においては、前述の実施例と同じことが当てはまる。
【００６５】
図１２および図１３は、回路基板４０２と、上面４０３に実装されている電子モジュール４０６とを備えたモジュール冷却装置４０１の別の実施例を示す。さらに、回路基板貫通孔４０７には、熱的な煙突構造４１８を見て取ることができる。
【００６６】
熱的な煙突構造４１８は、垂直方向の対流流れ４０８を強化するために使用され、また流路４０９が設けられている側とは反対側の面において、中空の回路基板貫通孔４０７が熱的な煙突構造に開口するように配置されている。
【００６７】
この際、煙突構造４１８は、垂直方向の煙突高さ４１９を有しており、この煙突高さ４１９は、回路基板貫通孔４０７の直径よりも大きく、有利には少なくとも５倍大きく、特に有利には少なくとも１０倍大きい。煙突高さの選択は、モジュール冷却装置４０１のための利用可能な構造空間に従い行われる。水平方向の煙突直径４２０は、実質的に、回路基板貫通孔４０７の直径に相当する。煙突構造４１８は、とりわけ、ろう付け接続部４１８ａを介して回路基板４０２に接続されており、これによって、煙突構造４１８と回路基板４０２との間の良好な熱的な接続が達成される。これによって、熱伝導のために、煙突構造４１８の表面を利用することができる。
【００６８】
その他の点においては、前述の実施例と同じことが当てはまる。
【００６９】
図１４から図１６においては、モジュール冷却装置５０１の第５の実施例が図示されている。モジュール５０６は、回路基板５０２の下面５０４に設けられている。つまりモジュール５０６は、流路５０９内に配置されている。したがって、流路５０９内に生じている流れは、モジュール５０６の廃熱を直接的に排出することができ、モジュール冷却装置５０１の効率をさらに高めることができる。もっとも、本発明によるモジュール冷却装置５０１のこの変化態様は、モジュール５０６が補助機能を満たす必要がない場合にのみ、例えば発光ダイオードでは回路基板５０２から上方への光放出を満たす必要がない場合にのみ実現される。モジュール冷却装置の図示した変化態様は、モジュール５０６として例えば受動的なモジュールが使用される場合に、例えばオーム抵抗が使用される場合に適していると考えられる。
【００７０】
その他の点においては、前述の実施例と同じことが当てはまる。
【００７１】
基本的に、本明細書に記載した実施例を相互に組み合わせることができる。つまり、例えば、煙突構造は必要に応じて、または利用可能な取り付け空間に応じて、車両ヘッドライトにおいて使用することができる。同様に、例えば、選択された回路基板貫通孔１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７の位置、数および／または形状を各用途に適合させることができる。
【００７２】
同じことが、ガイド１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０についても当てはまり、例えば、ガイドは、湾曲された形状を有することができるか、またはガイドの寸法を変更するができる。ガイド１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０自体を、種々のやり方で、回路基板１０２，２０２，３０２，４０２，５０２に接続することができ、例えば、接着によって、とりわけ導電性が不十分であるかまたは非導電性であるが、しかしながら熱伝性が良好である接着剤によって、または差込み接続またはねじ接続によって接続することができる。
【００７３】
代替的に、本発明による流路を、湾曲するように形成することができ、これによって、場合によっては定められている取り付け指示を遵守することができる。流路を１つの部品で形成することもできる。つまり、この場合には、回路基板が必ずしも、１つの側壁の形態で、流路の構成要素を形成する必要はない。流路における出口の位置は、実施例に図示した位置に限定されることは決してなく、各取り付け状況に基づいて相応に適合させることができ、また例えば、端面に設けることもできる。複数のモジュールに対して、１つまたは複数の流路を配置することも考えられ、また複数の流路はさらに必要に応じて、重要なコンポーネント、例えば流路の側壁または共通して利用される回路基板貫通孔を相互に分割する。
【００７４】
代替的に、付加的な接続部材、例えば１つまたは複数の管路もしくはダクトを介して、流路の出口を中空の回路基板貫通孔に接続することもできる。このことは、利用可能な構造空間が制限されており、かつ熱が流路を介してより強く排出されるべき場合には必要になると考えられる。
【００７５】
したがって、少なくとも、冒頭で述べたような本発明の、本明細書に記載するすべての実施例ならびに発展形態を組み合わることができ、またそれらは、添付の特許請求の範囲の権利範囲によってカバーされる。
【００７６】
本願において、下記の好ましい形態が可能である。
（形態１）
上面と、該上面とは反対側に位置する下面と、少なくとも１つの電子モジュールと、該モジュールを冷却するための気体状の冷却媒体用の少なくとも１つの中空の回路基板貫通孔と、を有している回路基板を含んでいる、モジュール冷却装置であって、
前記回路基板の前記下面には、ガイドが配置されており、該ガイドは、流路を形成しており、該流路は、前記冷却媒体の少なくとも１つの対流流れのための、少なくとも１つの入口と、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔によって形成されている少なくとも１つの出口と、を有していることを特徴とする、モジュール冷却装置。
（形態２）
前記流路は、前記ガイドと、前記回路基板の前記下面の領域によって画定されており、とりわけ、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔も同様に前記領域に設けられていることを特徴とする、好ましくは形態１記載のモジュール冷却装置。
（形態３）
前記回路基板の前記下面における前記流路の領域は、少なくとも１つの冷却面を含んでおり、前記少なくとも１つの冷却面は、実質的に、前記回路基板における前記少なくとも１つのモジュールの輪郭によって画定されており、かつ前記回路基板の前記下面に設けられていることを特徴とする、好ましくは形態１または２記載のモジュール冷却装置。
（形態４）
前記流路の前記少なくとも１つの入口は、とりわけ矩形の形状を有しており、かつ前記少なくとも１つの入口の横断面は、前記少なくとも１つの出口の横断面よりも大きく、また前記流路は、前記回路基板を横断する方向において、前記少なくとも１つの入口から前記少なくとも１つの出口に向かって低くなっていく高さを有していることを特徴とする、好ましくは形態１から３までのいずれか１に記載のモジュール冷却装置。
（形態５）
前記ガイドは、相互に接する３つの側壁と、該３つの側壁に接する端面と、から形成されており、かつ前記ガイドは、前記回路基板の前記下面の領域および前記少なくとも１つの回路基板貫通孔と共に前記流路を形成することを特徴とする、好ましくは形態１から４までのいずれか１に記載のモジュール冷却装置。
（形態６）
前記上面における少なくとも１つの接触端子面は、前記下面における少なくとも１つの熱放射面と、少なくとも１つの中空の導電性の回路基板貫通孔を介して接続されていることを特徴とする、好ましくは形態１から５までのいずれか１に記載のモジュール冷却装置。
（形態７）
前記回路基板は単層であり、かつ両面（上面、下面）がとりわけ構造化された金属層を有していることを特徴とする、好ましくは形態１から６までのいずれか１に記載のモジュール冷却装置。
（形態８）
少なくとも１つの煙突構造が、前記少なくとも１つの対流流れの強化のために前記上面に配置されており、かつ前記少なくとも１つの中空の回路基板貫通孔が前記少なくとも１つの熱的な煙突構造に開口していることを特徴とする、好ましくは形態１から７までのいずれか１に記載のモジュール冷却装置。
（形態９）
前記少なくとも１つの煙突構造は、前記回路基板貫通孔の直径よりも大きい、有利には少なくとも５倍大きい、特に有利には少なくとも１０倍大きい煙突高さを有しており、煙突直径は、実質的に、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔の直径に相当することを特徴とする、好ましくは形態８記載のモジュール冷却装置。
（形態１０）
煙突直径は、少なくとも部分的に、前記煙突高さに沿って一定でなく拡大されるか、またはろう付け接続部が設けられている前記煙突構造の端部において拡張されて延びていることを特徴とする、好ましくは形態８または９記載のモジュール冷却装置。
（形態１１）
複数の煙突構造が、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔の上流側または下流側において繋がっており、とりわけ異なる材料から、特に機械的に堅く形成されているか、または弾性に成形可能に形成されている材料から、とりわけチューブ、特にゴムチューブまたはプラスチックチューブを成し、共通の煙突構造を形成することを特徴とする、好ましくは形態８から１０までのいずれか１に記載のモジュール冷却装置。
（形態１２）
前記共通の煙突構造は、車両ヘッドライトの少なくとも１つの別のコンポーネントに接続されていることを特徴とする、好ましくは形態１１記載のモジュール冷却装置。
（形態１３）
前記回路基板は、取り付け位置において、とりわけ車両ヘッドライトにおいて、実質的に水平に配向されており、特に前記回路基板は、水平方向に対して−４５°〜＋４５°までの範囲、特に有利には−１０°〜＋１０°までの範囲、とりわけ有利には−５°〜＋５°までの範囲の角度で配向されていることを特徴とする、好ましくは形態１から１２までのいずれか１に記載のモジュール冷却装置。
（形態１４）
前記モジュール冷却装置は、車両用投光器（ヘッドライト）内に配置されており、かつ光源を、とりわけハイビーム光源またはロービーム光源用の光源冷却するように設計されていることを特徴とする、好ましくは形態１から１３までのいずれか１に記載のモジュール冷却装置。
（形態１５）
１つまたは複数の光源を冷却するための、好ましくは形態１から１４までのいずれか１に記載のモジュール冷却装置を用いる、光分布を、特にハイビーム光分布またはロービーム光分布を生じさせるための光を放出することができる１つまたは複数の光源を備えた車両投光器（ないしヘッドライト）。
【符号の説明】
【００７７】
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１  モジュール冷却装置
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２  回路基板
１０３，２０３，３０３，４０３，５０３  上面
１０４，２０４，３０４，４０４，５０４  下面
１０５ａ，２０５ａ，３０５ａ，４０５ａ，５０５ａ  第１の接触端子面
１０５ｂ，２０５ｂ，３０５ｂ，４０５ｂ，５０５ｂ  第２の接触端子面
１０５ｃ，２０５ｃ，３０５ｃ，３０５ｄ，４０５ｃ，５０５ｃ  熱放射面
６，１０６，２０６，３０６，４０６，５０６  モジュール
６ａ，６ｂ，１０６ａ，１０６ｂ  モジュールの接触端子
１０６ｃ，１０６ｄ，４０６ｃ，４０６ｄ  モジュールのろう付け接続部
１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７  中空の回路基板貫通孔
１０８，２０８，４０８，５０８  対流流れ
１０９，２０９，３０９，４０９，５０９  流路
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０  ガイド
１１０ａ，２１０ａ，３１０ａ，４１０ａ，５１０ａ  ガイドのろう付け接続部
３１１  冷却面
３１１ａ  モジュール輪郭
３１２ａ，３１２ｂ  熱流
１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３  入口
１１４  流路の高さ
１５，１１５，２１５，３１５，４１５，５１５  流路の側壁
１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６  流路の端面
１１７，２１７，３１７  限定面
４１８  煙突構造
４１８ａ  煙突構造のろう付け接続部
４１９  煙突高さ
４２０  煙突直径
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2019519879.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月28日(2018.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）と、該上面（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）とは反対側に位置する下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）と、少なくとも１つの電子モジュール（６，１０６，２０６，３０６，４０６，５０６）と、該モジュールを冷却するための気体状の冷却媒体用の少なくとも１つの中空の回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）と、を有している回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）を含んでいる、モジュール冷却装置（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１）であって、
前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）には、ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）が配置されており、該ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）は、流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）を形成しており、該流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）は、前記冷却媒体の少なくとも１つの対流流れ（１０８，２０８，４０８，５０８）のための、少なくとも１つの入口（１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３）と、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）によって形成されている少なくとも１つの出口と、を有していることを特徴とする、モジュール冷却装置。
【請求項２】
前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）は、前記ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）と、前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）の領域によって画定されていることを特徴とする、請求項１記載のモジュール冷却装置。
【請求項３】
前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）における前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）の領域は、少なくとも１つの冷却面（１１１，３１１）を含んでおり、前記少なくとも１つの冷却面（１１１，３１１）は、実質的に、前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）における前記少なくとも１つのモジュール（６，１０６，２０６，３０６，４０６，５０６）の輪郭（３１１ａ）によって画定されており、かつ前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）に設けられていることを特徴とする、請求項１または２記載のモジュール冷却装置。
【請求項４】
前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）の前記少なくとも１つの入口（１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３）の横断面は、前記少なくとも１つの出口の横断面よりも大きく、また前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）は、前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）を横断する方向において、前記少なくとも１つの入口（１３，１１３，２１３，３１３，４１３，５１３）から前記少なくとも１つの出口に向かって低くなっていく高さ（１１４）を有していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項５】
前記ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）は、相互に接する３つの側壁（１５，１１５，２１５，３１５，４１５，５１５）と、該３つの側壁（１５，１１５，２１５，３１５，４１５，５１５）に接する端面（１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６）と、から形成されており、かつ前記ガイド（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０）は、前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）の前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）の領域および前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）と共に前記流路（１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）を形成することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項６】
前記上面（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）における少なくとも１つの接触端子面（１０５ａ，２０５ａ，３０５ａ，４０５ａ，５０５ａ，１０５ｂ，２０５ｂ，３０５ｂ，４０５ｂ，５０５ｂ）は、前記下面（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）における少なくとも１つの熱放射面（１０５ｃ，２０５ｃ，３０５ｃ，３０５ｄ，４０５ｃ，５０５ｃ）と、少なくとも１つの中空の導電性の回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）を介して接続されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項７】
前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）は単層であり、かつ両面（上面、下面）が金属層を有していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項８】
少なくとも１つの煙突構造（４１８）が、前記少なくとも１つの対流流れ（１０８，２０８，４０８，５０８）の強化のために前記上面（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）に配置されており、かつ前記少なくとも１つの中空の回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）が前記少なくとも１つの熱的な煙突構造（４１８）に開口していることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの煙突構造（４１８）は、前記回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）の直径よりも大きい煙突高さ（４１９）を有しており、煙突直径（４２０）は、実質的に、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）の直径に相当することを特徴とする、請求項８記載のモジュール冷却装置。
【請求項１０】
煙突直径（４２０）は、少なくとも部分的に、前記煙突高さ（４１９）に沿って一定でなく拡大されるか、またはろう付け接続部（４１８ａ）が設けられている前記煙突構造（４１８）の端部において拡張されて延びていることを特徴とする、請求項８または９記載のモジュール冷却装置。
【請求項１１】
複数の煙突構造（４１８）が、前記少なくとも１つの回路基板貫通孔（１０７，２０７，３０７ａ，３０７ｂ，４０７，５０７）の上流側または下流側において繋がっており、共通の煙突構造を形成することを特徴とする、請求項８から１０までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項１２】
上記煙突構造（４１８）は、機械的に堅くまたは弾性に成形可能に形成されている異なる材料から形成されている、請求項１１に記載のモジュール冷却装置。
【請求項１３】
前記共通の煙突構造は、車両ヘッドライトの少なくとも１つの別のコンポーネントに接続されていることを特徴とする、請求項１１又は１２記載のモジュール冷却装置。
【請求項１４】
前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）は、取り付け位置において、実質的に水平に配向されているか、又は前記回路基板（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）は、水平方向に対して−４５°〜＋４５°までの範囲の角度で配向されていることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項１５】
前記モジュール冷却装置は、車両用投光器（ヘッドライト）内に配置されており、かつ光源を冷却するように設計されていることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置。
【請求項１６】
１つまたは複数の光源を冷却するための、請求項１から１５までのいずれか１項記載のモジュール冷却装置を用いる、光分布を、特にハイビーム光分布またはロービーム光分布を生じさせるための光を放出することができる１つまたは複数の光源を備えた車両投光器（ないしヘッドライト）。
【国際調査報告】
2019519879.tif 000020
2019519879.tif 000021
2019519879.tif 000022
2019519879.tif 000023